oracle 12c 新增的LREG進程及其動態(tài)注冊的過程

因剛好遇到12c 監(jiān)聽注冊的問題，現(xiàn)將以前關(guān)于oracle 12c lreg進程的一些學(xué)習(xí)文章分享下：

在 oracle 數(shù)據(jù)庫中 pmon  進程一直承擔(dān)著較多的工作，例如清理進程以及監(jiān)聽注冊等 , 這相當(dāng)于一個人需要同時做好幾件工作， 而當(dāng)其中一件讓他應(yīng)接不暇時，也許這會影響它負責(zé)的其他工作，曾經(jīng)在 11g r2 版本的數(shù)據(jù)庫遇到過 pmon  進程因忙于清理異常中斷的會話而導(dǎo)致服務(wù)更新 和服 務(wù) 注冊出現(xiàn)異常的情況。

在 oracle12c 以前的版本中服務(wù)注冊一直都是由 PMON 進程負責(zé) , 從 12c 起 oracle 引入了 LREG (listener registration) 后臺進程接管了這部分工作從而減輕 PMON 的工作。

一． Oracle 監(jiān)聽及服務(wù)注冊：

在 Oracle 中，監(jiān)聽器是一個監(jiān)測連入客戶端連接請求并建立和管理會話的服務(wù)器端進程。這在當(dāng)數(shù)據(jù)庫實例啟動后不同時間里，數(shù)據(jù)庫實例與監(jiān)聽器聯(lián)系并建立了一條到該實例的通信路徑。

服務(wù)注冊讓監(jiān)聽器能夠確定數(shù)據(jù)庫服務(wù)及其 service handlers （服務(wù)處理程序）是否可用。在注冊期間，服務(wù)注冊進程向 listener 提供實例名稱，數(shù)據(jù)庫服務(wù)名稱以及 service handlers 的類型 ( 專用或共享 ) 和地址。

在 oracle 12c 以前，負責(zé)服務(wù)注冊的是 pmon 進程：

而在 12c 以后，負責(zé)服務(wù)注冊的換成了 LREG 進程：

監(jiān)聽沒有啟動 LREG 進程不能注冊服務(wù) , 但是 LREG 進程會定時嘗試注冊 , 如果 local_listener 沒有配置 ,LREG 會嘗試連接默認(rèn)的 1521 端口 , 直到監(jiān)聽進程啟動 ,  在監(jiān)聽啟動后 LREG 進行周期注冊前 , 同樣也可以使用 ”alter system register” 立即注冊服務(wù) .litener 的注冊信息。實際這個過程是動態(tài)注冊的過程。

另一個需要注意的是如果 LREG  進程死了，會同樣和 pmon  一樣，數(shù)據(jù)庫實例也會 crash 。 12c  直接報出的 ora-500,ora-500 則是監(jiān)聽注冊進程死掉。

二．動態(tài)注冊的工作過程研究：

1. 使用 oradebug Event 10257 trace name context forever, level 1 6   來將 lreg dump 出來。可以初步看出 lreg 的工作過程：

從 dump  出來的信息可以看出， lreg 進程每 3 秒更新一次狀態(tài)，而到約每 60 秒時便會實例信息進行注冊。以下在監(jiān)聽沒有啟動的情況下， LREG woken up to process network events after 0 cs 之后成功的數(shù)量依然為 0 ，說明此時無法注冊成功。

   而當(dāng)將監(jiān)聽啟動后，在 60 秒后的下一個注冊是便可以成功注冊。

2. 使用 strace  追蹤 lreg 進程的工作過程

當(dāng)數(shù)據(jù)庫運作時其背后發(fā)生了很多事，數(shù)據(jù)庫也是一個應(yīng)用軟件，其背后的這一切都可以追溯到操作系統(tǒng)的工作原理。 在對 lreg 進程進行追蹤可能需要先了解 orcle 監(jiān)聽動態(tài)注冊中的兩個概念：文件描述符和   Sockets 文件 。

當(dāng)監(jiān)聽進程啟動時，它會在 /var/tmp/.oracle 下創(chuàng)建兩個套接字文件。  

這些文件均是  socket  文件， 且 s#12214.1  中的 12214  為進程號，則應(yīng)為監(jiān)聽的進程號，這些 socket  文被用作本地客戶端使用進程間通信協(xié)議（ ipc ）和不同的 oracle 的進程通信，而這些進程包括： tns  監(jiān)聽， css  ， crs ， evm  守護進程；甚至數(shù)據(jù)庫和 asm  實例。這些 socket  由 ‘ 主動監(jiān)聽 ’ 的進程創(chuàng)建。在這里 oracle  監(jiān)聽創(chuàng)建這些 socket  文件主要使用用作 lreg 和  tnslsnr   通信。

   同時，會在 /proc 目錄下相應(yīng)進程號文件下創(chuàng)建幾個文件描述符，這些文件描述符（ file descriptor ）是內(nèi)核為了高效管理已被打開的文件所創(chuàng)建的索引，其是一個非負整數(shù)（通常是小整數(shù)），用于指代被打開的文件，所有執(zhí)行 I/O 操作的系統(tǒng)調(diào)用都通過文件描述符。

我 們 可以看到有幾個文件描述符，因此，確定有 為進 程 創(chuàng) 建的文件描述符和 sockets 。

那么 LREG 過程（以前的版本 PMON ） 進 行的 動態(tài) 注冊與文件描述符和 sockets 文件相關(guān)的 過 程是怎 樣 的呢？

這些進程通過系統(tǒng)調(diào)用來查看監(jiān)聽器是否啟動，如果沒有發(fā)現(xiàn)監(jiān)聽進程，則等待，并且在 3000 毫秒之后重新 嘗試 。直到 監(jiān) 聽啟 動時 ，文件描述符被 監(jiān) 聽打開，并被 進 程 綁 定以建立彼此之 間 的 連 接。

要找到 LREG 進 程正在做什么，我使用 STRACE OS 實 用程序來跟蹤它的工作。  11g 中的 PMON 進 程的 輸 出不是完全相同的，因 為 它不是一個 專門 用于在 監(jiān) 聽器中注冊 實 例的 過 程。另一方面， LREG 的唯一目的就是 動態(tài) 注冊， 這樣 可以解 釋 兩個 進 程之 間 使用的系 統(tǒng)調(diào) 用之 間 的差異。

以下是 STRACE LREG 進程的日志：  

  從以上 strace 日志可以看到主要調(diào)用 epoll_wait()  函數(shù) ， 該 函數(shù)表示通 過 文件描述符來等待某個 I/O 事件發(fā)生的 時間 。 實際 上 這 就是一個持 續(xù) 等待某個 IO 事件的 發(fā) 生，而表 現(xiàn) 到數(shù)據(jù) 庫層 面， 應(yīng)該 就可以理解 為監(jiān)視監(jiān)聽進程是否啟動的過程，在 epoll_wait(7, {}, 1024, 3000) 的最后一個 參數(shù) 顯 示的 時間 以毫秒 3000 毫秒 為單 位（也就是 3 秒）。

關(guān)于epoll_wait的解釋：

接下來的兩行 getrusage （）函數(shù)表示 資 源使用消耗，而后面 times() 為 時間 函數(shù)返回 時間 ，在前面的 時間 打印很明 顯 可以看出是每 3 秒 執(zhí) 行一次函數(shù)。

 再繼續(xù)往下看是 socket 函數(shù)其后面的值為 10 ，表示使用一個 socket 函數(shù)來處理文件描述符 10 。猜測這是用來與監(jiān)聽器進程建立連接的文件描述符。這里使用的套接字是 NETLINK ，用于創(chuàng)建內(nèi)核和網(wǎng)絡(luò)層之間的連接。

進一步查看下面的函數(shù)， 是對前面函數(shù)返回的文件描述符 10 進行嘗試綁定。

在接下來的幾行中，這個文件描述符將被用于與 PID 2582 的連接，而這個 PID 2582 是 LREG 進程的 PID 。

正在嘗試與 IP 地址 127.0.0.1 建立 連 接，端口號是 1521 。

由于沒有啟動監(jiān)聽進程，并且還沒有文件描述符 10 與進程 LREG 相關(guān)聯(lián)，因此連接被拒絕，即也沒有建立的連接。

而在啟動監(jiān)聽之后， lreg 發(fā)現(xiàn)監(jiān)聽，并可以正常建立連接后則沒有沒有報出被拒絕的錯誤  。

在以上lreg進程活動的日志可以看出 較多的 epoll_ctl與 epoll_wait函數(shù)調(diào)用，epoll在這里epoll貌似一種不斷來觸發(fā)監(jiān)聽并操作某些文件描述的過程，lreg調(diào)用 epoll_wait  每3秒來監(jiān)測監(jiān)聽進程是否啟動，當(dāng)發(fā)生注冊時使用 epoll_ctl去添加刪除某個文件描述符。具體的確實一時 無法 了解清楚。

    在監(jiān)聽程序啟動后，可以使用 lsof –i TCP:1521 命令 來看 lreg 進程與tnslsnr進程的連接。

     ESTABLISHED的意思是建立連接。表示兩個進程正在通信。    ncube-lm是  nCube License Manager （即ncube管理的一個許可證明），意思是被允許，被認(rèn)證開放的意思，這是tnslnr開啟的并處于LISTEN狀態(tài)。

三．總結(jié)：

      oracle 12c  除了服務(wù)注冊方面，其網(wǎng)絡(luò)服務(wù)架構(gòu)在數(shù)據(jù)庫并沒有變化。在以前的版本中，服務(wù)注冊是通過PMON進程來完成?，F(xiàn)在 由LREG（listener registration）來處理。LREG 是一個實例級別的后臺進程并且是非常重要， 一旦該進程被殺掉，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫實例崩，它會 做一切 PMON 過去在實例注冊的方面執(zhí)行的，例如：在監(jiān)聽日志 listener.log 里 service_update, service_register, service_died 。

      由于工作被專屬化，這里我們可以更清晰的了解其工作的過程，例如每3秒一次的監(jiān)測，每60秒一次的嘗試注冊等，都可以清楚的看到。